По мере повышения глобальной температуры ученые ищут способы уменьшить количество парниковых газов, таких как углекислый газ, в атмосфере. Хотя один из подходов заключается в предотвращении выброса этого газа с помощью альтернативных источников энергии, таких как солнце и ветер, некоторые исследователи работают над улавливанием углекислого газа, уже присутствующего в атмосфере. И примером последнего является деятельность исследовательской группы инженерного колледжа Технологического университета Джорджии разработавшей новый процесс, который делает извлечение углекислого газа из процесса улавливания углерода менее энергоемким и более экономичным.
Улавливаемый таким образом углекислый газ может быть использован для производства новых пластмасс, химических веществ и топлива. Этот процесс, называемый улавливанием углерода, может применяться на предприятиях, где углекислый газ образуется в качестве побочного продукта, или даже непосредственно для улавливания молекул CO2 из воздуха (Direct Air Capture – DAC). Как правило, для этого используется материал или химическое вещество, обладающее сродством к CO2. До сих пор эти системы были довольно сложными в изготовлении и развертывании, что делало их дорогостоящими. Что еще хуже, эффективность этих систем составляет около 50 процентов, а это означает, что половина CO2, который они перерабатывают, вообще не поступает из воздуха.
Один из химических подходов к получению DAC предполагает использование гидроксида калия (KOH). Этот жидкий щелочной раствор превращает молекулы углекислого газа в более сложные соединения, называемые карбонатами. Отделение углекислого газа от карбонатов, как для хранения, так и для производства из него продуктов, является энергоемким процессом, который к тому же является дорогостоящим.
В сотрудничестве с лабораторией Корейского передового института науки и технологий исследователи инженерного колледжа Технологического университета Джорджии создали новый катализатор на основе никеля. В сочетании с биполярной мембраной он может извлекать CO2 из бикарбонатов и превращать его в монооксид углерода (CO). Согласно пресс-релизу, установка исследователей отличается высокой эффективностью и использует весь углекислый газ, который проходит через нее. В других системах углекислый газ хранится в газообразной форме.
Еще одной важной вехой, достигнутой командой, является способность системы работать в кислой среде. Это происходит потому, что изменение рН реакций приводит к выделению газообразного водорода, который конкурирует с процессом когенерации. В этой установке катализатор на основе никеля подавляет эти помехи, позволяя реакции образования CO продолжаться.
В настоящее время исследователи сосредоточены на том, чтобы когда-нибудь использовать CO для производства полезных продуктов, таких как этилен или реактивное топливо, говорится говорится в пресс-релизе Технологического университета Джорджии.
Результаты исследования опубликованы в журнале Energy and Environmental Science и с большим интересом восприняты климатологами.